Քամու շարժիչների գեներատորներ, օգտագործելով 600 կգ-2Տ NdFeB-ն ամեն մեկ MW հզորության վրա
Աշխարհային տեղաշարժը դեպի վերականգնվող էներգիան քամու էներգիան տեղափոխել է կայուն էներգետիկ լուծումների առաջատար դիրքերից մեկը, քամու շարժիչները դարձնելով տեսանելի ճանապարհների մի մասը՝ ափամերձ հարթավայրերից մինչև օֆշոր հարթակներ: Այդ վիթխարի մեքենաների սրտում գտնվում է մի կարևոր բաղադրիչ, որն որոշում է դրանց արդյունավետությունն ու աշխատանքը. նեոդիմիումի մագնիսներ (NdFeB մագնիսներ)։ Որպես ամենահզոր մշտական մագնիսներ, որոնք հիմա հասանելի են, NdFeB մագնիսները վերափոխել են քամու տուրբինների դիզայնը՝ թույլատվելով ավելի բարձր էներգետիկ արտադրություն, կոմպակտ չափեր և երկարաժամկետ հուսալիություն: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից քամու տուրբինների գեներատորները ամեն մեկ մեգավատտ (MW) հզորության դեպքում օգտագործում են 600 կգ-ից մինչև 2 տոննա NdFeB մագնիսներ, ինչը վկայում է նրանց անփոխարինելի դերի մասին քամու էներգիայի արտադրության մասշտաբի ընդլայնման գործում:
Դերը արդյունավետության մեջ՝ 10% էներգետիկ կորուստների նվազում սովորական մագնիսների համեմատ
Քամու տուրբինի արդյունավետությունը որոշվում է նրա ունակությամբ քամու կինետիկ էներգիան փոխակերպել էլեկտրական էներգիայի՝ նվազագույն կորուստներով: Այստեղ, NdFeB մագնիտներ գերազանցում են սովորական փոխարինողներին, ինչպիսիք են ֆեռիտե մագնիսները կամ ալնիկոյի մագնիսները՝ էական չափով: Ֆեռիտե մագնիսները, թեև ավելի էժան են, ավելի ցածր մագնիսական ուժ ունեն (սովորաբար NdFeB-ի 20-30%), ինչը պահանջում է ավելի մեծ և ծանր ռոտորներ նույն հզորությունը ապահովելու համար: Այդ ավելորդ քաշը մեծացնում է մեխանիկական լարումը տուրբինի վրա, նվազեցնում է պտտման արագությունը և վերջապես էներգիայի կորուստների աճին է հանգեցնում փոխակերպման ընթացքում:
Դրա հակառակ, ուժեղ մագնիտներ ինչպես NdFeB-ն առաջարկում են արտակարգ մագնիսական հոսքի խտություն (մինչև 1.4 Տեսլա) և կոերցիվ ուժ (դիմադրություն դեմագնիսացմանը), թույլատրելով ավելի փոքր և թեթև գեներատորների նախագծում: Կոմպակտ գեներատորը նվազեցնում է քամու դիմադրությունը, ապահովում ավելի արագ պտույտ և նվազեցնում է շփման կորուստները: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ NdFeB մագնիսներով ապահովված քամու տուրբինները էներգիայի կորուստները 10%-ով ավելի ցածր են համեմատած սովորական մագնիսներով աշխատող տուրբինների հետ: 5 ՄՎտ հզորությամբ տուրբինի համար, որը տարածված է օֆշորային տեղադրումներում, սա նշանակում է տարեկան ավելացված 500,000 կՎտ·ժ էլեկտրաէներգիա, ինչը բավական է ավելի քան 50 տնային տնտեսություններ սնուցելու համար:
Գաղտնիքն այս արդյունավետության համար գտնվում է NdFeB մագնիսների seltene Erde բաղադրության մեջ: Նեոդիմիումը, հողալկալային տարր, երկաթի և բորի հետ միասին ստեղծում է բյուրեղային կառուցվածք, որը պահպանում է մագնիսացումը նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանների և մեխանիկական լարվածության դեպքում՝ անհրաժեշտ պայման է քամու տուրբինների համար, որոնք աշխատում են ծանր և փոփոխական պայմաններում: Այս կայունությունը ապահովում է համատեղելի աշխատանք տուրբինի 20-25 տարի ընթացքում, իջեցնելով սպասարկման ծախսերը և առավելագույնի հասցնելով էներգետիկ արտադրությունը:
Արտադրողների համար, ինչպիսին է AIM Magnet-ը, արտադրել բարձրորակ NdFeB մագնիսներ, որոնք հարմարեցված են քամու տուրբինների տեխնիկական պահանջներին, մասնագիտություն է: Մեր նեոդիմիումի մագնիսներ ենթարկվում են խիստ փորձարկումների՝ ապահովելու համար մագնիսական կատարման խիստ չափանիշները, որոնք պահանջվում են վերականգնվող էներգիայի կիրառումների համար, սկսած կոերցիվության շեմից մինչև ջերմաստիճանային կայունություն (մինչև 150°C H-կարգի մագնիսների համար):
Քամու համաշխարհային տեղադրումներ (122 ԳՎտ ԱՄՆ-ում, 2022) և քաղաքականության ազդեցությունը
NdFeB մագնիսների պահանջարկը քամու տուրբիններում ուղղակիորեն կապված է քամու համաշխարհային տեղադրումների էքսպոնենցիալ աճի հետ: Միայն 2022 թվականին ԱՄՆ-ն ավելացրեց քամու հզորության 122 գիգավատտ (ԳՎտ), միանալով Չինաստանին (աշխարհի առաջնորդին, որն ունի 300 ԳՎտ-ից ավելի) և Եվրոպական միությանը (200 ԳՎտ-ից ավելի)՝ հանդիսանալով վերականգնվող էներգիայի վերելքի շարժիչ ուժ: Այս ընդարձակումը մղվում է հարուստ քաղաքական նպատակներով. ԱՄՆ-ի Ինֆլյացիայի կրճատման օրենքը (IRA) հնարավորություն է տալիս հարկային վճարների վերաբերյալ վերադարձի համար վերականգնվող էներգիայի նախագծերի դեպքում, իսկ ԵՄ-ի Կանաչ համաձայնագիրը նպատակ է դնում էներգիայի 45 %-ը վերականգնվող աղբյուրներից ստանալ 2030 թվականի դեպքում, իսկ Չինաստանը նպատակ է դնում վերականգնվող էներգիայի 33 %-ի օգտագործում 2025 թվականին:
Ընդհանրապես, ծովային քամու էներգիայի օգտագործումը մեծ չափով կախված է NdFeB մագնիսներից: Ծովային շարժական տուրբինները ավելի մեծ են (հաճախ 8 ՄՎտ և ավելին) և պահանջում են ավելի հզոր գեներատորներ՝ օվկիանոսի ավելի ուժեղ և հաստատուն քամիների նկումը բռնելու համար: Մեկ 10 ՄՎտ ծովային տուրբինը կարող է պարունակել մինչև 2 տոննա NdFeB մագնիս՝ երեք անգամ ավելի շատ, քան 3 ՄՎտ ցամաքային մոդելում եղածը: Քանի որ ծովային քամու հզորությունը 2030 թվականին կանխատեսվում է, որ հասնի 350ԳՎտ-ի (2020 թվականին՝ 50 ԳՎտ), NdFeB մագնիսների NdFeB մագնիսներ պահանջարկը կանիշներ է ցույց տալիս աճելու:
Քաղաքականական աջակցությունը նաև խրախուսել է մագնիսների վերամշակման և մատակարարման շղթայի հարթակի նորարարությունը: ԱՄՆ-ն և ԵԽ-ն ներդնում են հողաբանական մետաղների վերամշակման ծրագրերի մեջ՝ ներմուծման կախվածությունը նվազեցնելու համար, իսկ AIM Magnet ընկերության պես արտադրողները մշակում են կայուն արտադրության մեթոդներ՝ էներգախնայող մագնիսների սինտերացումից մինչև թափոնների նվազեցումը՝ կանաչ քաղաքականության հետ համընթափում գտնելու համար: Կայունության վրա ընդգծումը ոչ միայն բավարարում է կարգավորման պահանջները, այլև դիմում է հողանցքային ֆերմաների մշակողներին, ովքեր նախընտրում են էկոլոգիապես մաքուր մատակարարման շղթաներ:
Այս կոնտեքստում, hi end մագնիտներ շահագործման ռեսուրսներ են դարձել: Քամու էներգիայի աճում նրանց դերը ընդգծում է հուսալի, բարձր կատարուղ մագնիսների մատակարարների կարևորությունը: AIM Magnet-ը, որն ունի ավելի քան 17 տարվա փորձ արտադրության գործում մշտական մագնիսներ վիճակավորված է աջակցելու այս պահանջարկին՝ առաջարկելով հարմարեցված NdFeB լուծումներ, որոնք համապատասխանում են քամու շարժիչների արտադրողների յուրահատուկ կարիքներին՝ ափամերձ, ծովային կամ լողացող քամու նախագծերի համար:
Կոռոզիայի պաշտպանություն. Epoxy/Ni-Cu-Ni ծածկույթի ստանդարտներ խիստ միջավայրերի համար
Քամու շարժիչները Երկրի ամենախիստ միջավայրերում են աշխատում. ծովային շարժիչները դիմանում են աղի ցանցային ցայտուքին և բարձր խոնավությանը, իսկ ափամերձ մոդելները՝ բարձր ջերմաստիճաններին, փոշուն և UV ճառագայթներին: Այս պայմանները կարող են վատացնել անպաշտպան նեոդիմիումի մագնիսներ շիկացումը, մագնիսազրկումը և վաղ անջատումը: Դրանց դեմ պայքարելու համար արդյունաբերության ստանդարտները պարտադիր են դարձրել NdFeB մագնիսների համար կոռոզիայի դեմ պաշտպանությունը քամու շարժիչներում, որտեղ տիրապետում են երկու ծածկույթի համակարգերը՝ Epoxy և Ni-Cu-Ni-ները:
Եպոկսի գումար հանդիսանում են արժեքային ընտրություն ցամաքային շարժակների համար: Կիրառվում է որպես բարակ, համասեռ շերտ (20-50 մկմ), էպօքսին ստեղծում է խոչընդոտ խոնավության և փոշու դեմ՝ ունենալով հսկայական կպչուն հատկություն մագնիսի մակերեսին: Այն դիմադրում է UV ճառագայթներին և կարող է դիմանալ մինչև 120°C ջերմաստիճանին՝ դա դարձնելով իդեալական ընտրություն անապատային կամ չափավոր կլիմաների համար: AIM Magnet-ի էպօքսիով պատված NdFeB մագնիտներ ապրում են 1000 ժամ աղային ցանցային փորձարկում (ASTM B117 ստանդարտի համաձայն), որպեսզի համոզվենք, որ նրանք բավարարում են քամու արդյունաբերության տևականության պահանջներին:
Շարժակների համար օվկիանոսից դուրս, Ni-Cu-Ni պատվածքներ համարվում են ոսկու չափանիշ: Այս եռակի շերտային համակարգը միացնում է նիկելի հիմք (ամրացման համար), պղնձի միջին շերտ (կոռոզիայի դիմադրության համար) և նիկելի վերին շերտ (պնդության համար): Ընդհանուր հաստությունը (50-100 մկմ) ապահովում է բարձրակարգ պաշտպանություն աղի ջրում խորասուզման դեպքում՝ աղային ցանցի դիմադրությամբ, որը գերազանցում է 2000 ժամը: Ni-Cu-Ni ծածկույթները նաև ավելի լավ ջերմահաղորդականություն են ապահովում, ինչը կանխում է ջերմության կուտակումը բարձր հզորությամբ գեներատորներում՝ մասնաicularly կրիտիկական հատկություն օֆշորային շարժիչների համար, որոնք աշխատում են տաք օվկիանոսի ջրերում։
Ծածկույթներից բացի՝ մագնիսների դիզայնը նույնպես կարևոր է կոռոզիայի դիմադրության համար: AIM Magnet-ի ճյուղավորները համագործակցում են քամու շարժիչների արտադրողների հետ՝ մագնիսների երկրաչափությունը օպտիմալացնելու համար, ապահովելով, որ ծածկույթները ծածկեն բոլոր բաց մակերեսները (ներառյալ եզրերը և անցքերը) և նվազագույնի հասցնեն խոռոչները, որտեղ կարող է կուտակվել խոնավությունը: Ուշադիր մոտեցումը մանրամասներին, ինչպես նաև խիստ որակի վերահսկողությունը՝ ներառյալ ծածկույթի հաստության ռենտգենային ստուգումը, ապահովում են մեր ուժեղ մագնիտներ աշխատանքային բնութագծերի պահպանումը տասնամյակներ շարունակ:
Համապատասխանությունը միջազգային ստանդարտներին պարտադիր է: Պաշտպանիչ ծածկույթները պետք է համապատասխանեն ISO 12944-ին (մետաղական կառուցվածքների հակակոռոզիոն պաշտպանություն) և IEC 61400-ին (հողմային տուրբինների անվտանգության ստանդարտներ): AIM Magnet-ի ծածկույթների արտադրողական գործընթացները սերտիֆիկացված են այդ ստանդարտներին, ինչը հողմային տուրբինների արտադրողներին վստահություն է տալիս, որ նրանց մագնիսները կդիմանան մթնոլորտային ազդեցություններին: Ափամերձ տուրբինների համար Տեխասում կամ հեռավոր հողմային ֆերմաների համար Հյուսիսային ծովում՝ մեր ծածկույթները նեոդիմիումի մագնիսներ ապահովում են այն հուսալիությունը, որ հողմային տուրբինները կարող են արտադրել մաքուր էներգիա տարիներ շարունակ:
Նկար 1. Հողմային տուրբինի գեներատորի հատակագիծ, որտեղ ցույց է տրված NdFeB մագնիսային զանգվածը ռոտորում: (Ծանոթագրություն՝ AIM Magnet Technical Library)
Նկար 2. Ni-Cu-Ni ծածկույթով NdFeB մագնիսների աղային ցանցի տակ թափանցման թեստավորում, ցույց է տրված կոռոզիայի դիմադրությունը: (Ծանոթագրություն՝ AIM Magnet Quality Lab)
Նկար 3. Աշխարհային հողմային էներգետիկ հզորության աճը (2010-2022) և կանխատեսումը մինչև 2030թ., ցույց է տրված NdFeB մագնիսների պահանջարկի կապը: (Ծանոթագրություն՝ International Energy Agency)
Նկար 2. Ni-Cu-Ni ծածկույթով NdFeB մագնիսների աղային ցանցի տակ թափանցման թեստավորում, ցույց է տրված կոռոզիայի դիմադրությունը: (Ծանոթագրություն՝ AIM Magnet Quality Lab)
Նկար 3. Աշխարհային հողմային էներգետիկ հզորության աճը (2010-2022) և կանխատեսումը մինչև 2030թ., ցույց է տրված NdFeB մագնիսների պահանջարկի կապը: (Ծանոթագրություն՝ International Energy Agency)
Քանի որ վերականգնվող էներգիայի աճը արագանում է, մեծանում է NdFeB մագնիտներ շորհասեղանների մեջ կդառնա ավելի կարևոր: Արդյունավետությունը բարելավելուց մինչև ծանր պայմաններ դիմանալը, այս մագնիսները հիմնարար են քամու էներգիայի լիարժեք ներուժը բացելու համար: AIM Magnet-ը իր փորձով մշտական մագնիսներ և որակի նկատմամբ նվիրումով պատրաստ է համագործակցել քամու էներգիայի հետ կապված կողմերի հետ՝ մատակարարելով նորարարական, հուսալի մագնիսներ, որոնք անհրաժեշտ են կայուն ապագայի էներգիայի համար: Ե ite դուք ստեղծում եք հաջորդ սերնդի քամու շոգեները կամ էլ մեծացնում եք վերականգնվող էներգիայի նախագծերը, մեր թիմը պատրաստ է տրամադրել ձեր հատուկ պահանջներին համապատասխան լուծումներ: Մեզ հետ կապվեք այսօր, որպեսզի իմանաք ավելի շատ մասին նեոդիմիումի մագնիսներ և թե ինչպես կարող են դրանք բարձրացնել ձեր վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիան:
